1. Главная
2. Промышленные дизельные двигатели
3. Yuchai
4. Yuchai YCMJ12TAA540-G20

Дизельный двигатель Yuchai YCMJ12TAA540-G20

Промышленный дизельный 6-ти цилиндровый двигатель Yuchai YCMJ12TAA540-G20 объемом 11,73 литра, номинальной мощностью 365 кВт, для дизель-генераторных установок. 

Для дизельных генераторов 320 кВт используются двигатели Yuchai серии YCMJ12 (YC6MJ), модель YCMJ12TAA540-G20. Ранее эта модель называлась YC6MJ540L-D21.

YCMJ12 – это серия двигателей, разработанная Yuchai в конце 2000-х годов, совместно с инженерной и консалтинговой компанией FEVGroupGmbH(Германия), с привлечением экспертизы и аудита от инжинирингового бюро AVL (Австрия) и RicardoPLC (Великобритания).

Архитектура серии YCMJ12 базируется на проверенных временем решениях: жесткий чугунный блок с развитым оребрением, единая на все цилиндры головка блока, «мокрые» гильзы, высокопрочный цельнокованый стальной коленчатый вал с индукционной закалкой шеек, охлаждаемые маслом поршни и нижнее расположение распределительного вала с шестеренчатым приводом ГРМ, расположенным в задней части мотора. Расположение привода со стороны маховика существенно повышает точность фаз газораспределения и увеличивает ресурс узла за счет того, что инерция массивного маховика гасит крутильные колебания, которые коленчатый вал передает на шестерни механизма.

В конструкции YCMJ12 был применен ряд уникальных запатентованных технологий, направленных на повышение топливной экономичности и снижение механических потерь. При проектировании двигателя были использованы передовые методы имитационного моделирования. С помощью метода расчета конечных элементов (FEA) инженеры оптимизировали жесткость и металлоемкость блока цилиндров для достижения высокой надежности.

У двигателя YCMJ12 блок цилиндров портального (рамного) типа, боковые стенки блока опускаются значительно ниже оси коленвала и образуют глубокую «юбку», что обеспечивает высокую жесткость. Блок рассчитан на высокое (до 160 бар) максимальное давление в цилиндрах. Конструктивно блок выполнен по современной интегрированной схеме: масляный радиатор, водяной насос и масляный фильтр объединены в единый модуль охлаждения и смазки. Это сокращает количество внешних патрубков и потенциальных точек утечки на 25%, а также повышает жесткость за счет большего количества граней.

Также двигатель получил штампованный стальной поддон картера со звукоизоляционной многослойной структурой (сэндвич-панель) и резинометаллические изолирующие прокладки с металлическими ограничителями в местах крепления к блоку. Такой поддон не резонирует от работы КШМ и не работает как «колокол», что снизило общий структурный шум мотора.

Методика вычислительной гидродинамики (CFD) позволила оптимально рассчитать траектории воздушных потоков и геометрию внутренних каналов смазки и охлаждения.

Благодаря максимально разветвленным жидкостным каналам в головке блока, антифриз эффективно омывает зоны клапанов, исключая появление локальных точек термического перегрева.

Сама головка блока цилиндров изготовлена из высокопрочного легированного чугуна, что позволило сделать стенки ГБЦ тоньше без потери прочности, снизить общий вес и радикально повысить её стойкость к термическому растрескиванию в зонах между клапанами.

Головка блока выполнена с 4 клапанами на каждый цилиндр, с большей общей площадью проходного сечения по сравнению с двумя клапанами большего диаметра. Это способствует более полному удалению остатков выхлопных газов на такте выпуска и наполнению цилиндра чистым воздухом на такте впуска. Чтобы не усложнять приводной механизм, каждая пара клапанов приводится в действие от распредвала всего одной штангой при помощи мостика (траверса).

Двигатель построен по нижневальной схеме OHV (OverHead Valve) – распределительный вал находится внизу блока цилиндров рядом с коленчатым валом. Привод клапанов осуществляется при помощи длинных штанг, толкателей и коромысел. Распредвал расположен вблизи центра масс двигателя и главной масляной магистрали, что обеспечивает стабильное давление масла на опорных подшипниках и минимизирует изгибающие нагрузки. Схема OHV традиционно применяется для тяжелых промышленных дизелей, которые предназначены для работы на невысоких оборотах, при которых инерция или деформация длинных штанг не способна оказать влияние на точность фаз газораспределения.

Шестеренчатый привод газораспределительного механизма расположен на заднем торце блока со стороны маховика. Такое расположение существенно повышает точность фаз газораспределения и увеличивает ресурс узла за счет того, что инерция массивного маховика гасит крутильные колебания, которые коленчатый вал передает на шестерни привода.

В стандартных зубчатых передачах зубья имеют эвольвентный профиль. Наиболее простое определение эвольвенты — это траектория точки на конце натянутой нити, которая либо наматывается на исходную кривую (катушку), либо разматывается с неё. Точка зацепления между двумя зубьями с таким профилем скользит (перекатывается) по этой кривой вдоль всей длины зубьев, что позволяет равномерно распределить усилие по всей длине зубьев.

Однако в реальном мире зубья шестерен не являются абсолютно жесткими, также свой вклад вносит температурное расширение. Поэтому математически строгая эвольвента не является идеальной формой для кромки зубьев шестерен реального шестеренчатого привода ГРМ. В реальных приводах с эвольвентным профилем нагрузка фактически распределяется неравномерно, что со временем может привести к выкрашиванию кромок зубьев.

Для двигателя YCMJ12 инженерами был рассчитан новый модифицированный косозубый эвольвентный профиль зубьев шестерен. На микроскопическом уровне зубья получили слегка «бочкообразную» форму, такое изменение микрогеометрии позволило зубьям входить в зацепление гораздо плавнее, без микроударов, что убрало характерный металлический звон («вой» шестерен ГРМ), значительно снизило уровень механического шума двигателя и уменьшило трение. Благодаря ликвидации высоких нагрузок на кромки зубьев значительно вырос ресурс всего распределительного механизма.

В двигателе YCMJ12 применены усовершенствованные трехслойные (триметаллические) вкладыши (подшипники скольжения коленчатого вала) повышенной прочности. Они имеют стальную основу, промежуточный медно-свинцовый рабочий слой и антифрикционное покрытие. Такие вкладыши способны выдерживать пиковые давления в цилиндрах, обладают экстремальной усталостной прочностью и повышенным сопротивлением к задирам в моменты предельных нагрузок при работе на максимальной мощности.

Внешние стенки мокрых гильз цилиндров напрямую омываются охлаждающей жидкостью, что обеспечивает максимально эффективный и равномерный отвод тепла от стенок цилиндра, исключая появление локальных зон перегрева. В случае необходимости мокрые гильзы легко демонтируются и заменяются новыми, что позволяет полностью восстановить заводские параметры цилиндропоршневой группы без дорогостоящей расточки или замены всего блока.

В нижней точке сопряжения «блок – гильза» установлены специальные уплотнительные фторкаучуковые кольца-пояса. Фторкаучук полностью устойчив к агрессивной среде современных антифризов и сохраняет эластичность годами, гарантируя, что охлаждающая жидкость не попадет в масляный поддон.

Наружная стенка гильзы проходит поверхностное фосфатирование. Прочный фосфатный слой принимает на себя энергию схлопывающихся парогазовых микропузырьков, надежно защищая стенки гильзы от кавитационной эрозии.

Галерейное масляное охлаждение поршней обеспечивает эффективный отвод тепла из самой термически нагруженной зоны двигателя – донца поршня. Внутри картера (в основании каждого цилиндра) установлены специальные форсунки-распылители. Насос высокой производительности подает в них моторное масло под давлением. Масляная форсунка непрерывно бьет вертикально направленной струей в определенное входное отверстие в нижней части поршня.

Масло попадает внутрь поршня в специальный замкнутый канал (галерею), где циркулирует по кругу за счет возвратно-поступательного движения поршня (эффект коктейль-шейкера), и выходит через второе, выходное отверстие. Таким образом, масло омывает самую горячую зону (в районе поршневых колец и камеры сгорания), забирает избыточное тепло и стекает обратно в поддон картера. Это эффективно снижает температуру жарового пояса поршня, что предотвращает закоксовывание масла в канавках поршневых колец и защищает от залегания и пригорания колец.

Была внедрена оригинальная запатентованная конструкция канавок и профиля поршневых колец и фторкаучуковых маслосъемных колпачков с оптимизированным усилием прижима. Усовершенствованная конструкция предотвращает попадание масла в камеру сгорания через направляющие клапанов, что позволило почти на 20% сократить расход моторного масла по сравнению с аналогичными китайскими двигателями того же класса.

Камера сгорания поршня серии YCMJ12 имеет глубокую тороидальную ꞷ-образную форму реэнтрантного типа. В центре камеры расположен направленный на сопло форсунки массивный конус-рассекатель, который разделяет струю топлива и перенаправляет ее в зоны самого интенсивного завихрения воздуха. Верхние края чаши поршня плавно загнуты внутрь к центру, образуя защитный козырек. При подходе поршня к верхней мертвой точке эта геометрия создает мощный эффект вытеснения воздуха (squish-эффект), формируя тороидальный вихрь, вращающийся с высокой скоростью. Это обеспечивает мгновенное и качественное перемешивание топлива с воздухом. Кроме того, форма краев чаши удерживает основной фронт пламени внутри поршня, эффективно защищая стенки гильз от термических перегрузок и предотвращая закоксовывание компрессионных колец.

В двигателе YCMJ12 использованы многоструйные форсунки и простой механический рядный ТНВД типа P7100 с повышенным давлением впрыска (лицензия Bosch). Он работает в паре с электронным регулятором скорости и турбокомпрессором Honeywell (Garrett). Такой насос способен работать на топливе с высоким содержанием серы и переменным цетановым числом, но при этом практически мгновенно реагирует на резкий наброс электрической нагрузки.

Дизельные генераторы с двигателями Yuchai YCMJ12 обладают очень большим моторесурсом и подходят для постоянной работы при тяжелых нагрузках.

Диапазон мощности дизельных генераторов с двигателем YCMJ12: 300 кВт – 320 кВт.

Расшифровка обозначение моделей двигателя YCMJ12TAA540-G20:

Рейтинг надежности: ★★★★☆

Применяется в ДГУ серии: АД-320С-Т400 Yuchai.